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1、拉曼光谱77个常见问题与答案，都在这里!一、请问激光拉曼光谱和红外光谱有什么区别？1象形的解释一下，红外光谱是“凹”，拉曼光谱是“凸”。两者两者互为补 充。2. (1)从本质上面来说，两者都是振动光谱，而且测量的都是基态的激发或 者吸收，能量范围都是一样的。(2) .拉曼是一个差分光谱。形象的来说，可乐的价钱是1毛钱，你扔进去1 毛钱，你就能得到可乐，这是红外。可是如果你扔进去1块钱，会出来一 瓶可乐和9毛找的钱，你仍旧可以知道可乐的价钱，这就是拉曼。(3) .光谱的选择性法则是不一样的，IR是要求分子的偶极矩发生变化才能 测到，而拉曼是分子的极化性(polarizibility)发生变化才能
2、测到。.IR很容易测量，而且信号很好，而拉曼的信号很弱。(5) .使用的波长范围不一样，IR使用的是红外光，尤其是中红外，好多光 学材料不能穿透，限制了使用，而拉曼可选择的波长很多，从可见光到 NIR，都可以使用。当然了还有很多不同的地方，比如制样方面的，IR有 时候相对比较的复杂，耗时间，而且可能会损坏样品，但是拉曼并不存在 这些问题。(6) .拉曼和红外大多数时候都是互相补充的，就是说，红外强，拉曼弱， 反之也是如此!但是也有一些情况下二者检测的信息是相同的。3. 本质上是这样的,红外是吸收光谱，拉曼是散射光谱,偶老板告诉我的，虽然 他不是做这个方面的.红外是当被测分子被一定能量的光照射是
3、，分子振动能级发生跃迁，同时由 于分子的振动能量高于转动能级，那样，振动的同时,肯定含有转动,所以，红外 是分子的振转吸收,也就是它将能量吸收.拉曼是当一束光子撞击到被测分子上时，从量子力学上讲，光子与分子发生 非弹性碰撞，光子的能量经过碰撞之后增加或者减少，这样就是拉曼散射.也 就是说光子的能量没有完全吸收.当然也有完全弹性碰撞，那种情况不是拉 曼散射，是瑞利散射.从能级的角度来讲拉曼散射，是分子先吸收了光子的能 量，从基态跃迁到虚态，到了虚态之后，由于处于高能级,它从虚态返回到第一 振动能级，释放能量,这样放出的光子的能量小于入射光子的能量，这样就是 拉曼散射的一种,也就是处于斯托克斯散射
4、.当从第一振动能级跃迁到虚态， 然后从虚态返回到基态，这样放出的能量就大于入射光的能量，这就是反斯 托克斯区,也是拉曼散射的一种.能量不变的就是锐利散射4. 有些振动红外和拉曼都能检测到，有些振动只有其中一个能检测。比如 氧气、氮气只能用拉曼检测。红外不能检测低于400波数的。红外更适合用于有机物，拉曼更适合无机 物。红外受水的干扰比较大。二、有谁知道什么是蓝移什么是红移？通常来说，蓝移就是波长向短波长方向移动，波数增加；红移就是波长向长 波长方向移动，波数减少。1. 红移在物理学和天文学领域，指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加 的现象，在可见光波段，表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离，即
5、波 长变长、频率降低。相反的，波长变短、频率升高的现象则被称为蓝移2. 谱峰的“红移”和“蓝移”是指在分子光谱中生色团受与其相连的分子中其 他部分的影响和溶剂的影响而使其吸收峰位置发生移动的现象，当吸收峰 移向长波方向时就称为“红移”，移向短波方向时则称为“蓝移”。实际上这 种现象不仅会发生在分子的电子能级跃迁过程中，而且也会发生在在分子 的振动和转动能级的跃迁中，只不过在红外光谱中很少有人这么叫。在原子发射光谱中，因为原子线是由处于气态的激发态原子或离子产生 的，所以其波长不会受原来分子中环境的影响，同样也不会受溶剂的影 响，因此根本就不会存在分子光谱中的“红移”和“蓝移”现象。三、有几种激
6、光光源？1. 氩离子、半导体、氦氖2可见光激光器应用最多的是氩离子激光器，可产生10种波长的激光，其 中最强的是488纳米（蓝光）和514纳米（绿光）激光器，现在最为常用，性能 十分稳定的是514纳米激光器;另外，532纳米固体二极管泵浦激光器、 632.8纳米（红光）、780纳米等可见光激光器；以及785纳米二极管、830纳 米近红外激光器;掺钕的钇铝石榴石（YAG）激光器被用作傅里叶变换拉曼光 谱的光源，其激光波长为1064纳米（红外）;染料激光器是目前较成熟、应 用较为普遍的可调谐激光器，是共振拉曼研究时的理想光源。一般来说， 拉曼光谱与激光的波长是无关的，选择不同波长的激光主要取决于研
7、究的 对象，如果研究生物蛋白质、细胞等，则需要波长较长的近红外光，避免 了荧光对拉曼光谱的干扰。但对于一些深色、黑色粉末样品，由于近红外 的热效应，而使热背景干扰拉曼光谱，这时选择可见光区的激光比较合 理。对于研究化学发光和荧光光谱，则选择紫外激光器。所以在研究颜料 时，选配514纳米和785（或830纳米）纳米两种波长的激光器就够用了， 对于红、黄、白色颜料采用785纳米的激光器进行分析，对于蓝、绿色颜 料则采用514纳米的激光器进行分析。3. 激光出现以前主要用低压水银灯作为光源，目前已很少使用。为了激发 喇曼光谱，对光源最主要的要求是应当具有相当好的单色性，即线宽要 窄，并能够在试样上给
8、出高辐照度。气体激光器能满足这些要求，自准性 能好，并且是平面偏振的。各种气体激光器可以提供许多条功率水平不同 的分立波数的激发线。最常用的是氩离子激光，波长为514.5nm和488.0nm的谱线最强，单频输出功率为0.21W左右。也可以用氦氖激光 (632.8nm，约 50mW)。4. 在光纤测量和光纤传感系统中使用的光源种类很多，按照光的相干性， 可分为非相干光源和相干光源。非相于光源包括白炽光源和发光二极管 (LED)，相干光源包括各种激光器。激光器按工作物质的不同，可分为气 体激光器、液体激光器、固体激光器和半导体激光器等。半导体光源是光 纤系统中最常用的也是最重要的光源。其主要优点是
9、体积小、重量轻、可 靠性高、使用寿命长，亮度足够、供电电源简单等。它与光纤的特点相 容，因此，在光纤传感器和光纤通信中得到广泛应用。半导体光源又可分 为发光二极管(LED)和半导体激光器(LD)。这两种器件结构明显不同，但 却包含相同的物理机理。增益带宽高于任何其它媒质，主要由于光子发射 是因两个能带间的电子运动所致。半导体激光器的典型增益曲线延宽到 1012Hz。5. 紫外的也有的比如214nm四、什么是CCD ?1.电荷偶合器件,Charge coupled device2固体检测器。目前已被采用的固体检测器主要有：1) CCD(Charge-CoupledDetector)，电荷耦合检测
10、器。二维检测器，每个 CCD检测器包含2500个像素，将22个CCD检测器环形排列于罗兰园上，可同时分析120-800nm波长范围的谱线。2) CID(Charge-InjectionDetector)，电荷注入式检测器，二维阵列， 28x28mm的芯片共有512x512(262,144)个检测单元，覆盖167-1050nm 波 长范围；3) SCD(SubsectionCharge-Coupled Detector)分段式电荷耦合检测器，面 阵检测器，面积：13x19mm，有6000个感光点，有5000条谱线可供选择;4） CCD、CID等固体检测器，作为光电元件具有暗电流小、灵敏度高、 信
11、噪比较高的特点，具有很高的量子效率，接近理想器件的理论极限值。 而且是超小型的、大规模集成的元件，可以制成线阵式和面阵式的检测 器，能同时记录成千上万条谱线，并大大缩短了分光系统的焦距，使直读 光谱仪的多元素同时测定功能大为提高，而仪器体积又可大为缩小，焦距 可缩短到0.4m以下，正在成为PMT器件的换代产品。3. CCD也有百万象素的。不是所有的ccd都应用于罗兰圆类仪器上。典型 仪器：Varian Vista MPX。CID也有大面积的，百万象素的，Leeman Prodigy五、测试了一些样品，得到的是Ramanshift，但是文献是wavenumber， 不知道它们之间的转换公式是怎么
12、样的？激光波长632 nm。1. 两者是一回事。Raman shift即为拉曼位移或拉曼频移，频率的增加或减 小常用波数差表示，拉曼光谱仪得到的谱图横坐标就是波数 wavenumber，单位 cm-1。2. 两者一回事。拉曼频移ramanshift指频率差，但通常用波数wavenumber 表示，单位cm-1，可以说某个谱峰拉曼位移是波数，或cm-1。3. 在Raman谱中，wavenumber有两种理解，一种是相对波数，这时就等 于Raman shift;另一种是绝对波数（这在荧光光谱中用的比较多），这个绝对 波数是与激发波长有关，不同的激发波长得到的绝对波数是不一样的，这 时Ramansh
13、ift等于（10000000/激发波长减去Raman峰的绝对波数）。所以通常在Raman谱中，wavenumber 一般可理解为Raman shift。六、如何用拉曼光谱仪测透明的有机物液体，测试时放到了玻璃片上测出 来的结果是玻璃的光谱。1. 我今天还在用激光拉曼测聚苯乙烯，没有出现你说的情况啊是不是玻璃 管被污染的厉害？2. 你测出的玻璃的信号，有没有可能们焦点位置不对？3. 应该是聚焦位置不对，聚在玻璃上了，我以前也犯过同样的错误。4. 用凹面载玻片，液体量会比较多，然后用显微镜聚焦好就可以了，如果 液体有挥发性，最好液体上用盖玻片，然后焦点聚焦到盖玻片以下。 如果还不行，你可以查一下“
14、液芯光纤”这个东东。5. 建议：(1) 有机液体里面的分析物质浓度多大？ Raman测定的是散射光，所以在溶 液中的强度相对比较底，故分析物浓度要大些。(2) 你用的是共聚焦Raman吗?聚焦点要在毛细管的溶液里面才好。可以在 溶液中放点“杂物”方便聚焦。玻璃是无定形态物质，应该Raman信号比较弱才对。七、我们这里有做生物样品的拉曼光谱的，在获得的图里面有很强的荧 光，有的说，如果拉曼得不到就用其荧光谱。可我想问一下，在拉曼谱里 面得到的荧光背景，是真正的荧光特征谱吗？这和荧光光谱仪里面的荧光 图有什么区别？1. 原则上说，拉曼谱中的荧光和荧光谱中的荧光是一样的，只要激发波长 和功率密度相同
15、。注意横坐标要从波数变换为纳米，即用 lOOOOOOOnm(lcm)除以波数就行了。但有一点要注意，不同波长的激发光 照射样品，得到的拉曼相近，但荧光可以有很大不同，甚至相同波长不同 功率激发，荧光谱都大不一样。2“注意横坐标要从波数变换为纳米，即用lOOOOOOOnm（lcm）除以波数就行 了 ”？ Raman测定的是散射光，得到的是 Raman shift. Raman shift 和绝对波 长（荧光光谱）之间要一个转换的吧。3.生物样品一般荧光峰比较宽，用荧光光测试之前一般先会做仪器本身曲 线校正也就是仪器本身的响应曲线，这样测出的荧光峰才比较准，特别是 对于宽峰更要做这个较准。而Ram
16、an光谱一般采集的区域比较窄（指的是 波长区域），一般在窄的波长范围变化不大，因此一般不考虑仪器本身响应 曲线误差，但是Raman光谱来测宽荧光峰，影响就比较大。八、请问，测固体粉末的拉曼图谱时，对于荧光很强的物质，应该如何处 理?特别是当荧光将拉曼峰湮灭时，应该怎么办？增加照射时间的方法，我 试过，连续照射了 4小时，结果还是有很强的荧光。我只有一台532nm的 激光器，所以更换激光波长的方法目前我不能用。想问问各位，还有别的 方法吗？1使用SERS技术或者使用很少量的样品进行测量，或者稀释你的样品到 一些别的基体里面去，比如说KBr。2波长不可调的话，激光强度应该是可调的，你把激光强度调低点试试。 这个在光源和软件上都有调的。全调到比较低的，然后再用长时间试试。3可以尝试找一种溶剂溶解粉末，看能不能猝灭荧光背景。采用反斯托克 斯，
